NFDI4BIOIMAGE - Nationale Forschungsdateninfrastruktur für Mikroskopie und Bildanalyse

• Fachliche Zuordnung: Biologie ; Informatik, System- und Elektrotechnik ; Physik
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 501864659

Bioimaging, oder auch biologische Bildgebung, bezeichnet die Gesamtheit der Verfahren, die der Visualisierung der Strukturen und Funktionsmechanismen lebender Organismen dienen. Dem grundlegenden Werkzeug des Bioimaging, dem Mikroskop, verdanken wir wegweisende Entdeckungen, wie die der Zelle als dem kleinsten Baustein des Lebens. Heute können wir verfolgen, wie einzelne Moleküle auf einer Zeitskala von Nanosekunden in einer lebenden Zelle miteinander wechselwirken, oder wie ganze Modellorganismen wie Fische oder Fliegen sich über mehrere Tage entwickeln. Dabei ist in jedem Pixel Information über mehrere Raum-, Zeit- und spektrale Dimensionen enthalten. Angesichts des massiven Volumens und der Komplexität, ist ein adäquates Datenmanagement für jede Art der Analyse von Bioimaging-Daten unerlässlich, allerdings bisher kaum realisiert. Für viele Disziplinen der Lebens- und Medizinwissenschaften, die auf Bioimaging angewiesen sind, ist dies ein substantielles Hindernis. Keine dieser Disziplinen alleine verfügt über die Expertise, diese Lücke zu schließen. NFDI4BIOIMAGE setzt als methodenzentriertes Konsortium an dieser Stelle an, und will Lösungen erarbeiten, damit Bioimaging-Daten so geteilt und wiederverwendet, wie sie akquiriert werden, über disziplinäre Grenzen hinaus. Der volle Informationsgehalt dieser Daten soll ausgeschöpft, und aus der Re-Analyse neue Erkenntnisse gewonnen werden. Unsere FDM-Strategie basiert auf einer robusten Bedarfsanalyse, die nicht nur auf eine Community-weite Umfrage, sondern auch auf über zehn Jahren Erfahrung aus dem Netzwerk German BioImaging, der heutigen Deutschen Gesellschaft für Mikroskopie und Bildanalyse fußt. Ein Grundbaustein dieser Strategie ist die Definition eines gemeinsamen, Cloud-kompatiblen und interoperablen digitalen Objektes als Dateneinheit aus binären Bilddaten und zugehörigen Metadaten. NFDI4BIOIMAGE will eine Infrastruktur bereitstellen, die einerseits disziplinspezifischen Anforderungen gerecht wird, andererseits an andere Datentypen und FDM-Systeme verschiedener Domänen der Wissenschaft anschließt. Die Integration von Bild- und Omics-Daten ist hierfür ein vielversprechendes Beispiel mit wachsender Bedeutung für die Krebsmedizin. Damit solche Ansätze ihr Potential voll entfalten, brauchen wir leistungsfähige Bildanalyse Werkzeuge sowie Trainingsdatensätze zu deren Optimierung. NFDI4BIOIMAGE wird beides in einer skalierbaren Cloud-Umgebung zur Verfügung stellen, inklusive aktuellster KI-basierter Methoden. NFDI4BIOIMAGE hat neben anderen insbesondere Berührungspunkte mit GHGA zur Integration von Genom- und Bilddaten und mit DataPLANT zur Definition von FAIR Data Objects. Die ebenfalls bestehende starke internationale Vernetzung von NFDI4BIOIMAGE stellt eine Chance für deutsche WissenschaftlerInnen dar, an internationalen Initiativen mitzuwirken, die die FAIRifizierung von Bioimaging-Daten als eine Hauptherausforderung der Medizin- und Lebenswissenschaften erkannt haben.

• DFG-Verfahren: Nationale Forschungsdateninfrastruktur Fach- und Methodenkonsortien
• Internationaler Bezug: Großbritannien
• Antragstellende Institution: Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf
• Mitantragstellende Institution: Albert-Ludwigs-Universität Freiburg; Deutsches Krebsforschungszentrum (DKFZ); European Molecular Biology Laboratory (EMBL); German BioImaging - Gesellschaft für Mikroskopie und Bildanalyse e.V. (GerBI-GMB); Leibniz-Institut für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie e. V.; Hans-Knöll-Institut (HKI); Leibniz-Institut für Neurobiologie (LIN); Universität Konstanz; Universität Leipzig, seit 1/2024; Universität Münster; Universität Osnabrück
• Beteiligte Einrichtung: Forschungszentrum Jülich; Georg-August-Universität Göttingen; Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ); Hochschule für angewandte Wissenschaft und Kunst; Hildesheim/Holzminden/Göttingen, seit 3/2023; Johannes Gutenberg-Universität Mainz, seit 3/2023; Leibniz-Institut für Analytische Wissenschaften -ISAS- e.V.; Leibniz-Institut für Photonische Technologien e.V. (IPHT); Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie e.V. (INP); Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. (MPG); Max-Planck-Institut für Evolutionsbiologie; Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg; Technische Universität Dortmund, von 3/2023 bis 3/2023; Technische Universität Dresden, seit 1/2024; Universität zu Köln
• Sprecherin: Professorin Dr. Stefanie Weidtkamp-Peters
• Co-Sprecherinnen / Co-Sprecher: Dr. Markus Blank-Burian; Professor Dr. Marc Thilo Figge; Dr. Björn Grüning; Dr. Robert Haase; Anna Kreshuk, Ph.D.; Susanne Kunis; Dr. Jan-Philipp Mallm; Professorin Dr. Elisa May; Dr. Thomas Zobel; Dr. Werner Zuschratter
• Beteiligte Personen: Dr. Jean-Marie Burel; Professor Dr. Michael Schlierf, seit 1/2024